取向硅鋼片30QG105在動(dòng)車組牽引變壓器中的應(yīng)用研究

蔡明星,許斯琴,韓　波（南車株洲電機(jī)有限公司,湖南 株洲 412000）

取向硅鋼片30QG105在動(dòng)車組牽引變壓器中的應(yīng)用研究

蔡明星,許斯琴,韓波
（南車株洲電機(jī)有限公司,湖南 株洲 412000）

本文根據(jù)動(dòng)車組對(duì)牽引變壓器的振動(dòng)噪聲要求，開展了選用國(guó)產(chǎn)取向硅鋼片30QG105替代進(jìn)口硅鋼片的相關(guān)試驗(yàn)研究工作，為實(shí)現(xiàn)將其應(yīng)用于動(dòng)車組牽引變壓器提供支持。

動(dòng)車組牽引變壓器；硅鋼片；國(guó)產(chǎn)；30QG105

1 　前言

牽引變壓器是動(dòng)車組上的重要部件，將從接觸網(wǎng)上引入的25kV高壓電變換為牽引變流器及其它電器設(shè)備所需的電壓。牽引變壓器安裝于車廂地板下方的設(shè)備艙內(nèi)，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲會(huì)通過地板傳遞到乘客處，影響乘車舒適度。

由冷軋取向硅鋼片疊裝而成的鐵心是牽引變壓器的導(dǎo)磁通路，也是牽引變壓器本體振動(dòng)與噪聲的主要來源。因此，我們選擇硅鋼片時(shí)重點(diǎn)關(guān)注該問題。

2　硅鋼片主要性能

經(jīng)分析國(guó)內(nèi)各硅鋼片廠家相關(guān)資料，選擇了高磁感、低損耗冷軋取向硅鋼片30QG105來進(jìn)行替代驗(yàn)證。

2.1磁性能

30QG105在鐵損、磁特性方面與目前采用的進(jìn)口硅鋼片30ZH105E已十分接近，各有優(yōu)劣，體現(xiàn)硅鋼片磁性能的樣機(jī)空載試驗(yàn)結(jié)果滿足牽引變壓器的要求，從磁性能方面來看，可以進(jìn)行替代。

表1　兩種硅鋼片磁性能對(duì)比

2.2機(jī)械工藝性能

硅鋼片機(jī)械性能影響硅鋼片的剪切及疊裝質(zhì)量，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)挠捕龋苊膺^軟或過脆，確保硅鋼片表面光滑平整、厚薄均勻，以利于減小剪切毛刺與提高疊裝系數(shù)，兩種硅鋼片的機(jī)械性能對(duì)比如下表2所示。在樣機(jī)試制過程中，采用與進(jìn)口30ZH105E硅鋼片相同的剪切與疊裝工藝，30QG105的剪切毛刺、疊裝后的鐵心尺寸均滿足牽引變壓器鐵心制造的相關(guān)要求，在機(jī)械性能及工藝方面，滿足替代要求。

表2　兩種硅鋼片機(jī)械性能對(duì)比

3　硅鋼片振動(dòng)與噪聲性能

由于動(dòng)車組運(yùn)行環(huán)境對(duì)牽引變壓器振動(dòng)與噪聲性能的要求較高，為此我們針對(duì)該問題所涉及的硅鋼片相關(guān)性能進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.1磁致伸縮特性

牽引變壓器本體鐵心部分振動(dòng)與噪聲的根源是硅鋼片的磁致伸縮，因此，我們對(duì)兩種牌號(hào)硅鋼片的磁致伸縮系數(shù)進(jìn)行了測(cè)量，各選取了幾組測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖1所示。

由測(cè)量結(jié)果來看，30QG105與30ZH105E在磁感應(yīng)強(qiáng)度1.5T與1.7T時(shí)的磁致伸縮系數(shù)的對(duì)應(yīng)數(shù)值相差不大，測(cè)量數(shù)據(jù)分布的離散度也比較一致。從牽引變壓器設(shè)計(jì)的角度來講，可選用國(guó)產(chǎn)30QG105進(jìn)行替代。

3.2噪聲水平對(duì)比試驗(yàn)

選取采用國(guó)產(chǎn)30QG105硅鋼片、進(jìn)口30ZH105E硅鋼片疊裝而成的牽引變壓器樣機(jī)數(shù)臺(tái)，在切除冷卻風(fēng)機(jī)等輔助系統(tǒng)的情況下，進(jìn)行空載噪聲試驗(yàn)，測(cè)量了兩種不同工況下牽引變壓器本體四周8個(gè)不同部位的噪聲情況。

從試驗(yàn)結(jié)果來看，國(guó)產(chǎn)30QG105疊裝后的噪聲水平與進(jìn)口30ZH105E基本處于同一水平，可滿足動(dòng)車組對(duì)牽引變壓器振動(dòng)與噪聲的要求。

4　結(jié)論

分析以上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論，國(guó)產(chǎn)30QG105硅鋼片在相關(guān)性能上已經(jīng)達(dá)到進(jìn)口30ZH105E硅鋼片的水平，可滿足動(dòng)車組對(duì)牽引變壓器硅鋼片的相關(guān)要求。若將30QG105在動(dòng)車組牽引變壓器上進(jìn)行應(yīng)用，能夠提高動(dòng)車組牽引變壓器的經(jīng)濟(jì)性及國(guó)產(chǎn)化水平。

[1]張曙光.CRH2型動(dòng)車組[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2007.

[2]謝毓城.電力變壓器手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[3]GB/T2521冷軋取向和無取向電工鋼帶（片）[S].2008.